JPH10170740A - 導波路型光素子およびその製造方法 - Google Patents
導波路型光素子およびその製造方法Info
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- JPH10170740A JPH10170740A JP8326484A JP32648496A JPH10170740A JP H10170740 A JPH10170740 A JP H10170740A JP 8326484 A JP8326484 A JP 8326484A JP 32648496 A JP32648496 A JP 32648496A JP H10170740 A JPH10170740 A JP H10170740A
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- waveguide
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低しきい値，高発振効率で、かつファイバと高
効率光結合が可能な半導体光導波素子の構造及びその作
製方法を提供する。 【解決手段】活性層膜厚を変調したモード変換器集積半
導体レーザ素子で、膜厚変調領域の基板側に電流阻止層
１２を形成し、素子の低しきい値化，高発振効率化を図
り、低動作電流と低結合損失を両立する。
効率光結合が可能な半導体光導波素子の構造及びその作
製方法を提供する。 【解決手段】活性層膜厚を変調したモード変換器集積半
導体レーザ素子で、膜厚変調領域の基板側に電流阻止層
１２を形成し、素子の低しきい値化，高発振効率化を図
り、低動作電流と低結合損失を両立する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信用モジュー
ル，光通信システム，光通信ネットワークに用いる半導
体光素子に関する。
ル，光通信システム，光通信ネットワークに用いる半導
体光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信用モジュールの作製で、半導体レ
ーザと誘電体導波路または光ファイバとの高効率な光結
合が必要不可欠である。しかし、従来型半導体レーザの
ビーム出射角とファイバ・光導波路の受光角には大きな
不整合があり、両者の直接結合では充分な光結合効率は
得られない。従来の幹線系光通信モジュールでは、この
ミスマッチを高価な光学レンズにより補償され、かつモ
ジュール実装工程では、レーザ，レンズ，ファイバの高
精度な光軸調整が必要である。これに対し、加入者系光
通信モジュールでは、低コスト化と量産化のため、直接
結合と無調整実装の実現が必須となる。
ーザと誘電体導波路または光ファイバとの高効率な光結
合が必要不可欠である。しかし、従来型半導体レーザの
ビーム出射角とファイバ・光導波路の受光角には大きな
不整合があり、両者の直接結合では充分な光結合効率は
得られない。従来の幹線系光通信モジュールでは、この
ミスマッチを高価な光学レンズにより補償され、かつモ
ジュール実装工程では、レーザ，レンズ，ファイバの高
精度な光軸調整が必要である。これに対し、加入者系光
通信モジュールでは、低コスト化と量産化のため、直接
結合と無調整実装の実現が必須となる。
【０００３】この要請に対し、直接結合での結合効率を
向上し、かつ、軸ずれの許容度を緩和する目的で、半導
体レーザに導波モード変換素子をモノリシック集積する
試みが活発化している。この素子では、光導波に望まし
い屈折率を持つ光導波路の膜厚または導波路幅をビーム
出射方向に変調することで導波モードを拡大する。この
結果、水平・垂直方向へ出射する光の発散が抑制され、
ビーム出射角とファイバ受光角の整合性が向上する。
向上し、かつ、軸ずれの許容度を緩和する目的で、半導
体レーザに導波モード変換素子をモノリシック集積する
試みが活発化している。この素子では、光導波に望まし
い屈折率を持つ光導波路の膜厚または導波路幅をビーム
出射方向に変調することで導波モードを拡大する。この
結果、水平・垂直方向へ出射する光の発散が抑制され、
ビーム出射角とファイバ受光角の整合性が向上する。
【０００４】光導波路層厚をテーパ状に変調した素子の
報告例には、電子情報通信学会秋季大会ＳＣ−１−２，
ＳＣ−１−３，Ｃ−２９５，１９９５年９月等、また、
光導波路幅を変調した例として特開平6−174982号，特
開平5−243679号公報，エレクトロニクス レターズ（E
lectronics Letters）Ｖol.３０，Ｎo.２０，１６８５
頁，１９９４年、等が挙げられる。
報告例には、電子情報通信学会秋季大会ＳＣ−１−２，
ＳＣ−１−３，Ｃ−２９５，１９９５年９月等、また、
光導波路幅を変調した例として特開平6−174982号，特
開平5−243679号公報，エレクトロニクス レターズ（E
lectronics Letters）Ｖol.３０，Ｎo.２０，１６８５
頁，１９９４年、等が挙げられる。
【０００５】両方式共にビーム出射角度は従来型レーザ
に比べ３分の１から４分の１程度となり、光ファイバへ
の結合損失は従来に比べ大幅に低減する。
に比べ３分の１から４分の１程度となり、光ファイバへ
の結合損失は従来に比べ大幅に低減する。
【０００６】しかし、モードサイズ変換器として前者を
用いた場合、膜厚テーパ部分での導波路層の発光波長は
レーザ部分の発光波長よりも短くなり、膜厚テーパ部分
へ注入した電流は発振に寄与せず無効電流となる。この
結果、結合損失が低減した反面、素子の動作電流が上昇
し、電流光出力特性は劣化する。
用いた場合、膜厚テーパ部分での導波路層の発光波長は
レーザ部分の発光波長よりも短くなり、膜厚テーパ部分
へ注入した電流は発振に寄与せず無効電流となる。この
結果、結合損失が低減した反面、素子の動作電流が上昇
し、電流光出力特性は劣化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】素子の低電流動作，低
結合損失を両立させるためには、テーパ部分の上部また
は下部に電流阻止層を設け無効電流を低減しなければな
らない。
結合損失を両立させるためには、テーパ部分の上部また
は下部に電流阻止層を設け無効電流を低減しなければな
らない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは、モード変換器集積レーザの低結合損
失特性を最大限に引き出せる特徴、テーパ状光導波路層
の直下に電流阻止領域を有するモード変換器集積レーザ
を提供する。例えば、共振器方向に対して、光導波路層
（これより屈折率の小さい半導体層で挟まれて形成さ
れ、また活性層を含む場合もある）の層厚がレーザ出射
端面に向けて減少する領域を有するレーザ素子が形成さ
れる半導体基板または半導体層で、当該領域の下部の少
なくとも一部に不純物を注入し、その部分の半導体基板
又は半導体層を絶縁化して、電流阻止領域を形成する。
不純物元素は、鉄，クロム，チタン，コバルトといった
所謂遷移金属を用い、その濃度は１.０×１０17／cm3
以上、望ましくは５.０×1017／cm3 以上とするとよ
い。また不純物濃度の上限は注入領域の結晶構造を考え
ると、１.０×１０19／cm3以下に抑えることが望まし
い。この結果、テーパ部分での無効電流が減少し、素子
の発振しきい値および動作電流の大幅な低減が可能とな
り、低結合損失と低動作電流を両立できる。
に、本発明者らは、モード変換器集積レーザの低結合損
失特性を最大限に引き出せる特徴、テーパ状光導波路層
の直下に電流阻止領域を有するモード変換器集積レーザ
を提供する。例えば、共振器方向に対して、光導波路層
（これより屈折率の小さい半導体層で挟まれて形成さ
れ、また活性層を含む場合もある）の層厚がレーザ出射
端面に向けて減少する領域を有するレーザ素子が形成さ
れる半導体基板または半導体層で、当該領域の下部の少
なくとも一部に不純物を注入し、その部分の半導体基板
又は半導体層を絶縁化して、電流阻止領域を形成する。
不純物元素は、鉄，クロム，チタン，コバルトといった
所謂遷移金属を用い、その濃度は１.０×１０17／cm3
以上、望ましくは５.０×1017／cm3 以上とするとよ
い。また不純物濃度の上限は注入領域の結晶構造を考え
ると、１.０×１０19／cm3以下に抑えることが望まし
い。この結果、テーパ部分での無効電流が減少し、素子
の発振しきい値および動作電流の大幅な低減が可能とな
り、低結合損失と低動作電流を両立できる。
【０００９】
（実施例１）本発明を波長１.３μｍ 帯のリッジ導波路
型レーザに適用した例を図１および図２を用いて説明す
る。
型レーザに適用した例を図１および図２を用いて説明す
る。
【００１０】まず、ｎ型（１００）ＩｎＰ半導体基板１
１の上部全面に熱化学気相蒸着（Ｔ−ＣＶＤ）法により
基板全面に厚さ０.３０μｍ のシリコン酸化膜を形成し
た後、基板の一部に鉄（Ｆｅ+ ）イオンを注入し電流阻
止領域１２を形成する。本実施例では不純物として鉄を
用いているが，クロム，チタン，コバルト等を注入した
場合にも同様に電流阻止領域を形成できる。不純物濃度
は７.０×１０17／cm3とし、阻止層の厚さは約０.３μ
ｍ とした。引き続きＨＦ系エッチング液を用いた公知
の手法によりシリコン酸化膜を一対のストライプ構造１
３に加工する。２本のストライプの間隔Ｗは４０μｍと
した。ストライプ形成にはフッ素系ガスによるドライエ
ッチングを用いてもよい。ストライプ方向は〔０１１〕
とした。
１の上部全面に熱化学気相蒸着（Ｔ−ＣＶＤ）法により
基板全面に厚さ０.３０μｍ のシリコン酸化膜を形成し
た後、基板の一部に鉄（Ｆｅ+ ）イオンを注入し電流阻
止領域１２を形成する。本実施例では不純物として鉄を
用いているが，クロム，チタン，コバルト等を注入した
場合にも同様に電流阻止領域を形成できる。不純物濃度
は７.０×１０17／cm3とし、阻止層の厚さは約０.３μ
ｍ とした。引き続きＨＦ系エッチング液を用いた公知
の手法によりシリコン酸化膜を一対のストライプ構造１
３に加工する。２本のストライプの間隔Ｗは４０μｍと
した。ストライプ形成にはフッ素系ガスによるドライエ
ッチングを用いてもよい。ストライプ方向は〔０１１〕
とした。
【００１１】シリコン酸化膜ストライプを形成した後、
ｎ型(１００)ＩｎＰ半導体基板１１上部にトリメチルイ
ンジウム，トリエチルガリウム，アルシン，ホスフィン
等のガスを用いた有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法に
よりｎ型ＩｎＰバッファ層０.１μｍ ，ｎ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ下側ガイド層（組成波長１.０５μｍ）０.０５μ
ｍ，６.０ｎｍ厚の１.１％圧縮歪を有するＩｎＧａＡｓ
Ｐ(組成波長１.３μｍ）を井戸層，１２ｎｍ厚のＩｎＧ
ａＡｓＰ(組成波長１.０５μｍ）を障壁層とする６周期
の多重量子井戸活性層，ＩｎＧａＡｓＰ(組成波長１.０
５μｍ）光導波路層０.０５μｍ，ｐ型ＩｎＰクラッド
層０.１μｍからなる積層体１４を形成する。多重量子
井戸活性層の発光波長は約１.３μｍ である。また、本
実施例ではＭＯＣＶＤ法を用いているが、分子線エピタ
キシ（ＭＢＥ）法でも作製可能である。公知の通り、結
晶成長方法では、積層体はシリコン酸化膜に覆われてい
ない部分に選択的に成長し、かつストライプの間隔Ｗに
成長膜厚が反比例する。この結果、シリコン酸化膜スト
ライプに挟まれた領域からそうでない領域に向かって、
テーパ状に積層体の膜厚が薄くなる。本発明では、Ｆｅ
+ イオンを注入した電流阻止領域上部で積層体がテーパ
状積層体１５となるようシリコン酸化膜ストライプを形
成した。尚、本発明ではシリコン酸化膜ストライプを用
いているが、シリコン窒化膜ストライプを用いることも
可能である。積層体１４を形成した後シリコン酸化膜を
除去し、ｐ型ＩｎＰクラッド層３.６μｍ１６，ｐ型Ｉ
ｎＧaＡs層０.２μｍ１７をＭＯＶＰＥ法により形成し
た。
ｎ型(１００)ＩｎＰ半導体基板１１上部にトリメチルイ
ンジウム，トリエチルガリウム，アルシン，ホスフィン
等のガスを用いた有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法に
よりｎ型ＩｎＰバッファ層０.１μｍ ，ｎ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ下側ガイド層（組成波長１.０５μｍ）０.０５μ
ｍ，６.０ｎｍ厚の１.１％圧縮歪を有するＩｎＧａＡｓ
Ｐ(組成波長１.３μｍ）を井戸層，１２ｎｍ厚のＩｎＧ
ａＡｓＰ(組成波長１.０５μｍ）を障壁層とする６周期
の多重量子井戸活性層，ＩｎＧａＡｓＰ(組成波長１.０
５μｍ）光導波路層０.０５μｍ，ｐ型ＩｎＰクラッド
層０.１μｍからなる積層体１４を形成する。多重量子
井戸活性層の発光波長は約１.３μｍ である。また、本
実施例ではＭＯＣＶＤ法を用いているが、分子線エピタ
キシ（ＭＢＥ）法でも作製可能である。公知の通り、結
晶成長方法では、積層体はシリコン酸化膜に覆われてい
ない部分に選択的に成長し、かつストライプの間隔Ｗに
成長膜厚が反比例する。この結果、シリコン酸化膜スト
ライプに挟まれた領域からそうでない領域に向かって、
テーパ状に積層体の膜厚が薄くなる。本発明では、Ｆｅ
+ イオンを注入した電流阻止領域上部で積層体がテーパ
状積層体１５となるようシリコン酸化膜ストライプを形
成した。尚、本発明ではシリコン酸化膜ストライプを用
いているが、シリコン窒化膜ストライプを用いることも
可能である。積層体１４を形成した後シリコン酸化膜を
除去し、ｐ型ＩｎＰクラッド層３.６μｍ１６，ｐ型Ｉ
ｎＧaＡs層０.２μｍ１７をＭＯＶＰＥ法により形成し
た。
【００１２】次に公知のＢｒ2 系溶液を用いたウエット
エッチングによりＩｎＧａＡｓ層をビーム出射方向にフ
レア状に幅が広がるストライプ構造に加工する。ここで
ストライプ方向は〔０１１〕とし、選択成長により形成
した積層体のストライプを形成する。ストライプ幅は
８.５μｍ とした。続いて、公知の通り臭化水素酸系エ
ッチング溶液を用いリッジ導波路を形成する。この結
果、リッジ導波路側壁にはＩｎＰ（１１１）Ａ結晶面が
現れ、断面形状は逆メサ形状となる。リッジ底面の幅は
直線ストライプ部分で２.２μｍ、ビーム出射端面での
リッジ底面幅は８.０μｍとした。
エッチングによりＩｎＧａＡｓ層をビーム出射方向にフ
レア状に幅が広がるストライプ構造に加工する。ここで
ストライプ方向は〔０１１〕とし、選択成長により形成
した積層体のストライプを形成する。ストライプ幅は
８.５μｍ とした。続いて、公知の通り臭化水素酸系エ
ッチング溶液を用いリッジ導波路を形成する。この結
果、リッジ導波路側壁にはＩｎＰ（１１１）Ａ結晶面が
現れ、断面形状は逆メサ形状となる。リッジ底面の幅は
直線ストライプ部分で２.２μｍ、ビーム出射端面での
リッジ底面幅は８.０μｍとした。
【００１３】続いてＴ−ＣＶＤ法により基板全面に厚さ
０.５０μｍ のシリコン酸化膜１８を形成する。ポリイ
ミド樹脂１９によりウエハ表面を平坦化した後、リッジ
上面にエッチバック法を用いてシリコン酸化膜窓を形成
する。エッチバックには反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）を用いた。最後に電極２０，２１を形成の後、劈開
工程により膜厚テーパ部３００μｍを含む共振器長６０
０μｍの素子に切り出し、後端面に反射率９５％の反射
膜２２をコートした。
０.５０μｍ のシリコン酸化膜１８を形成する。ポリイ
ミド樹脂１９によりウエハ表面を平坦化した後、リッジ
上面にエッチバック法を用いてシリコン酸化膜窓を形成
する。エッチバックには反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）を用いた。最後に電極２０，２１を形成の後、劈開
工程により膜厚テーパ部３００μｍを含む共振器長６０
０μｍの素子に切り出し、後端面に反射率９５％の反射
膜２２をコートした。
【００１４】作製した素子は、室温，連続発振条件でし
きい値１０〜１２ｍＡ，発振効率０.４５〜０.５０Ｗ／
Ａと良好な発振特性を示した。また、動作温度８５℃で
しきい値約４０ｍＡ，最高出力２０ｍＷ，発振効率０.
３０〜０.３２Ｗ／Ａを得た。動作出力１０ｍＷでのビ
ーム広がり角度は水平，垂直方向とも約１０度となり、
フラット端面ファイバへの平均結合損失は２ｄＢ以下と
なった。この結果、５ｍＷ以上の最高モジュール出力を
達成した。また、素子の長期信頼性を７０℃，１０ｍＷ
の条件下で評価し、十万時間以上の推定寿命を確認し
た。
きい値１０〜１２ｍＡ，発振効率０.４５〜０.５０Ｗ／
Ａと良好な発振特性を示した。また、動作温度８５℃で
しきい値約４０ｍＡ，最高出力２０ｍＷ，発振効率０.
３０〜０.３２Ｗ／Ａを得た。動作出力１０ｍＷでのビ
ーム広がり角度は水平，垂直方向とも約１０度となり、
フラット端面ファイバへの平均結合損失は２ｄＢ以下と
なった。この結果、５ｍＷ以上の最高モジュール出力を
達成した。また、素子の長期信頼性を７０℃，１０ｍＷ
の条件下で評価し、十万時間以上の推定寿命を確認し
た。
【００１５】（実施例２）本発明を波長１.３μｍ帯の
埋込型レーザに適用した第二の実施形態を図３を用いて
説明する。
埋込型レーザに適用した第二の実施形態を図３を用いて
説明する。
【００１６】実施例１と同様の手法により、ｎ型（１０
０）ＩｎＰ半導体基板５１の一部にＦｅ+ イオンを注入
し電流阻止領域５２を形成する。引き続き実施例１と同
様に、選択領域成長により、この基板上部にｎ型ＩｎＰ
バッファ層１.０μｍ ，ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ下側ガイド
層(組成波長１.０５μｍ）０.０５μｍ，６.０ｎｍ厚の
１.４％圧縮歪を有するＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１.３
μｍ）を井戸層，１２ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ(組成波
長１.０５μｍ）を障壁層とする５周期の多重量子井戸
活性層，ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１.０５μｍ）光導
波路層０.１０μｍ，ｐ型ＩｎＰクラッド層０.１μｍ
を含む積層体５３を形成する。実施例１と同様、電流阻
止層上部では光導波路層の膜厚がテーパ状になる。
０）ＩｎＰ半導体基板５１の一部にＦｅ+ イオンを注入
し電流阻止領域５２を形成する。引き続き実施例１と同
様に、選択領域成長により、この基板上部にｎ型ＩｎＰ
バッファ層１.０μｍ ，ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ下側ガイド
層(組成波長１.０５μｍ）０.０５μｍ，６.０ｎｍ厚の
１.４％圧縮歪を有するＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１.３
μｍ）を井戸層，１２ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ(組成波
長１.０５μｍ）を障壁層とする５周期の多重量子井戸
活性層，ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１.０５μｍ）光導
波路層０.１０μｍ，ｐ型ＩｎＰクラッド層０.１μｍ
を含む積層体５３を形成する。実施例１と同様、電流阻
止層上部では光導波路層の膜厚がテーパ状になる。
【００１７】次に、実施例１と同様の手法によりシリコ
ン酸化膜を除去し、ｐ型ＩｎＰクラッド層３.６μｍ５
４，ｐ型ＩｎＧａＡｓ層０.２μｍ５５，ｐ型ＩｎＰキ
ャップ層０.１μｍ をＭＯＶＰＥ法により形成した。結
晶成長工程の終了後、ウエハ表面にシリコン酸化膜から
なる幅８.５μｍ のストライプを形成する。これをマス
クとし、臭素メタノール溶液を用いたウエットエッチン
グによりメサストライプを形成した後、Ｆｅ添加ＩｎＰ
５６でメサストライプを埋め込む。
ン酸化膜を除去し、ｐ型ＩｎＰクラッド層３.６μｍ５
４，ｐ型ＩｎＧａＡｓ層０.２μｍ５５，ｐ型ＩｎＰキ
ャップ層０.１μｍ をＭＯＶＰＥ法により形成した。結
晶成長工程の終了後、ウエハ表面にシリコン酸化膜から
なる幅８.５μｍ のストライプを形成する。これをマス
クとし、臭素メタノール溶液を用いたウエットエッチン
グによりメサストライプを形成した後、Ｆｅ添加ＩｎＰ
５６でメサストライプを埋め込む。
【００１８】続いてＴ−ＣＶＤ法により基板全面に厚さ
０.５０μｍ のシリコン酸化膜５７を形成し、メサスト
ライプ上部のみシリコン酸化膜窓を形成する。最後に電
極５８，５９を形成の後、劈開工程により膜厚テーパ部
３００μｍを含む共振器長６００μｍの素子に切り出
し、後端面に反射率９５％の反射膜６０をコートした。
０.５０μｍ のシリコン酸化膜５７を形成し、メサスト
ライプ上部のみシリコン酸化膜窓を形成する。最後に電
極５８，５９を形成の後、劈開工程により膜厚テーパ部
３００μｍを含む共振器長６００μｍの素子に切り出
し、後端面に反射率９５％の反射膜６０をコートした。
【００１９】作製した素子の室温，連続発振条件でのし
きい値，発振効率はそれぞれ５〜８ｍＡ，０.４０〜０.
４５Ｗ／Ａとなった。また、動作温度８５℃でしきい値
約３０ｍＡ，最高出力２０ｍＷ以上を得た。動作出力１
０ｍＷでのビーム広がり角度は水平，垂直方向とも８〜
１０度となり、フラット端面ファイバへの平均結合損失
は２ｄＢ以下となった。この結果、５ｍＷ以上の最高モ
ジュール出力を達成した。また、素子の長期信頼性を７
０℃，１０ｍＷの条件下で評価し十万時間以上の推定寿
命を確認した。
きい値，発振効率はそれぞれ５〜８ｍＡ，０.４０〜０.
４５Ｗ／Ａとなった。また、動作温度８５℃でしきい値
約３０ｍＡ，最高出力２０ｍＷ以上を得た。動作出力１
０ｍＷでのビーム広がり角度は水平，垂直方向とも８〜
１０度となり、フラット端面ファイバへの平均結合損失
は２ｄＢ以下となった。この結果、５ｍＷ以上の最高モ
ジュール出力を達成した。また、素子の長期信頼性を７
０℃，１０ｍＷの条件下で評価し十万時間以上の推定寿
命を確認した。
【００２０】（実施例３）本発明を適用したレーザを表
面実装基板上に搭載した実施形態を図４を用いて説明す
る。
面実装基板上に搭載した実施形態を図４を用いて説明す
る。
【００２１】図４は本発明を適用したモード変換器集積
リッジ導波路型レーザ１０２を表面実装基板１０１上に
レーザのｐ極電極を実装基板側に向け搭載した光モジュ
ールの構成例である。レーザの後方には光出力監視用の
受光素子１０３を搭載した。レーザの共振器長および端
面反射率は実施例１および実施例２で述べた値と同一で
ある。実装基板上部に固定された光ファイバ１０４への
結合損失は約２ｄＢであった。ここで、１０５は電極パ
ッドである。モジュールは室温，連続発振条件の下しき
い値１０〜１３ｍＡ ，発振効率０.２０〜０.２５Ｗ／
Ａ と良好な発振特性を示した。また、光モジュールの
最高光出力は２０ｍＷ以上となった。モジュールの長期
信頼性を７０℃，５ｍＷ光出力一定の条件下で評価した
ところ十万時間以上の推定寿命を確認した。
リッジ導波路型レーザ１０２を表面実装基板１０１上に
レーザのｐ極電極を実装基板側に向け搭載した光モジュ
ールの構成例である。レーザの後方には光出力監視用の
受光素子１０３を搭載した。レーザの共振器長および端
面反射率は実施例１および実施例２で述べた値と同一で
ある。実装基板上部に固定された光ファイバ１０４への
結合損失は約２ｄＢであった。ここで、１０５は電極パ
ッドである。モジュールは室温，連続発振条件の下しき
い値１０〜１３ｍＡ ，発振効率０.２０〜０.２５Ｗ／
Ａ と良好な発振特性を示した。また、光モジュールの
最高光出力は２０ｍＷ以上となった。モジュールの長期
信頼性を７０℃，５ｍＷ光出力一定の条件下で評価した
ところ十万時間以上の推定寿命を確認した。
【００２２】
【発明の効果】本発明の半導体発光素子によれば、光フ
ァイバとの光結合が容易でかつ動作電流，動作電圧が低
く、高温特性の優れた半導体レーザ，光増幅器等の光導
波素子を極めて容易に実現できる。本発明を用いれば、
素子動作電流、特に高温条件下における動作電流を飛躍
的に低減でき、本素子を適用した光モジュールの消費電
力低減が可能となる。
ァイバとの光結合が容易でかつ動作電流，動作電圧が低
く、高温特性の優れた半導体レーザ，光増幅器等の光導
波素子を極めて容易に実現できる。本発明を用いれば、
素子動作電流、特に高温条件下における動作電流を飛躍
的に低減でき、本素子を適用した光モジュールの消費電
力低減が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の説明図。
【図２】本発明の第二実施例の説明図。
【図３】本発明の作用の説明図。
【図４】本発明の第三実施例の説明図。
１１…ｎ型(１００)ＩｎＰ半導体基板、１２…電流阻止
層、１４…積層体、１５…テーパ状積層体、１６…ｐ型
ＩｎＰクラッド層、１７…ＩｎＧａＡｓキャップ層、１
８…シリコン酸化膜、１９…ポリイミド樹脂、２０…ｐ
側電極、２１…ｎ側電極、２２…高反射率膜。
層、１４…積層体、１５…テーパ状積層体、１６…ｐ型
ＩｎＰクラッド層、１７…ＩｎＧａＡｓキャップ層、１
８…シリコン酸化膜、１９…ポリイミド樹脂、２０…ｐ
側電極、２１…ｎ側電極、２２…高反射率膜。
Claims (14)
- 【請求項１】半導体基板上部に形成された光導波路層を
上記光導波路層よりも広バンドギャップで低屈折率な材
料からなるクラッド層で挟んだ導波路型光素子におい
て、導波光の強度分布を拡大する膜厚変調領域を光導波
路の少なくとも一部に有し、膜厚変調領域下部の基板に
電流阻止領域を有することを特徴とする導波路型光素
子。 - 【請求項２】半導体基板上部に形成された光導波路層を
上記光導波路層よりも広バンドギャップで低屈折率な材
料からなるクラッド層で挟んだ導波路型光素子の作製方
法において、半導体基板の少なくとも一部に電流阻止領
域を形成する工程と、導波光の強度分布を拡大する膜厚
変調光導波路層を電流阻止領域上部に選択的に形成する
工程とを含むことを特徴とする光素子の製造方法。 - 【請求項３】請求項１において、上記基板への不純物添
加により電流阻止領域を形成した導波路型光素子。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、電流阻止
領域を形成する不純物元素の添加をイオン注入により行
う製造方法。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４において、上記
半導体基板の極性がｎ型であり、かつ電流阻止領域に添
加される不純物元素が鉄（Ｆｅ），クロム（Ｃｒ），チ
タン（Ｔｉ），コバルト（Ｃｏ）のいずれかである導波
路型光素子。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
上記素子構造がリッジ導波路型である素子。 - 【請求項７】請求項６において、上記リッジ導波路の幅
が光の導波方向に変調された導波路型光素子。 - 【請求項８】請求項６または７において、上記リッジ導
波路の断面形状が逆メサ型である素子。 - 【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７または
８において、リッジ側壁が(１１１)Ａ結晶面、または
（０１−１）結晶面である導波路型光素子。 - 【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７，８
または９の上記導波路型光素子を基本構造とした半導体
レーザ、または半導体レーザ増幅器。 - 【請求項１１】回折格子が少なくとも導波路中の一部分
に形成されている請求項１０の半導体レーザ。 - 【請求項１２】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，１０または１１において、上記クラッド層の厚
さが３μｍ以上である導波路型光素子。 - 【請求項１３】請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，１０，１１または１２の上記導波路型光素子を
搭載した光モジュール。 - 【請求項１４】請求項１３の上記光モジュールを利用し
た光伝送システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326484A JPH10170740A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 導波路型光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326484A JPH10170740A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 導波路型光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170740A true JPH10170740A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18188342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8326484A Pending JPH10170740A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 導波路型光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10170740A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022044337A1 (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-03 | 日本電信電話株式会社 | 光送信装置、光アクセスシステム及び光送信方法 |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP8326484A patent/JPH10170740A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022044337A1 (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-03 | 日本電信電話株式会社 | 光送信装置、光アクセスシステム及び光送信方法 |
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